高中物理圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)題

第第頁1.關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，下列說法中正確的是()A．速度大小和方向都改變B．速度的大小和方向都不變C．速度的大小不變，方向改變D．速度的大小改變，方向不變2.一只小狗拉著雪橇在水平冰面上沿著圓弧形的道路勻速行駛，如圖所示為雪橇所受的牽引力F及摩擦力Ff的示意圖，其中正確的是()A．B．C．D．3.一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果半徑不變，而速率增加到原來速率的3倍，其向心力增加了64N，則物體原來受到的向心力的大小是()A．16NB．12NC．8ND．6N4.下列對(duì)圓錐擺的受力分析正確的是()A．B．C．D．5.如圖所示，用細(xì)繩系一小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，關(guān)于小球的受力正確的是()A．只受重力B．只受繩子拉力C．受重力、繩子拉力D．受重力、繩子拉力和向心力6.如圖所示，圓盤上疊放著兩個(gè)物塊A和B，當(dāng)圓盤和物塊繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊與圓盤始終保持相對(duì)靜止，則()A．物塊A不受摩擦力作用B．物塊B受5個(gè)力作用C．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，A所受摩擦力增大，B所受摩擦力減小D．A對(duì)B的摩擦力方向沿半徑指向轉(zhuǎn)軸7.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動(dòng)，滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，若物塊滑到最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力是Ff，則物塊與碗的動(dòng)摩擦因數(shù)為()A．B．C．D．8.如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)，圖中c方向沿半徑指向圓心，a方向與c方向垂直.當(dāng)轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閏B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P不受轉(zhuǎn)盤的摩擦力C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為aD．當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為b9.如圖所示，某物體沿光滑圓弧軌道由最高點(diǎn)滑到最低點(diǎn)過程中，物體的速率逐漸增大，則()A．物體的合外力為零B．物體的合力大小不變，方向始終指向圓心OC．物體的合外力就是向心力D．物體的合力方向始終與其運(yùn)動(dòng)方向不垂直(最低點(diǎn)除外)10.如圖，一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)A．A、B兩球所受支持力的大小之比為4∶3B．A、B兩球運(yùn)動(dòng)的周期之比為2∶C．A、B兩球的角速度之比為2∶D．A、B兩球的線速度之比為8∶319.(多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢.則在該彎道處()A．路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低B．車速只要低于v0，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)C．車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)D．當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v0的值變小20.長為L的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，細(xì)線上端固定，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，求細(xì)線與豎直方向成θ角時(shí)：(重力加速度為g)(1)細(xì)線中的拉力大小；(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小.21.如圖所示，有一質(zhì)量為m1的小球A與質(zhì)量為m2的物塊B通過輕繩相連，輕繩穿過光滑水平板中央的小孔O.當(dāng)小球A在水平板上繞O點(diǎn)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊B剛好保持靜止.求：(重力加速度為g)(1)輕繩的拉力.(2)小球A運(yùn)動(dòng)的線速度大小.22.如圖所示，用一根長為l＝1m的細(xì)線，一端系一質(zhì)量為m＝1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角θ＝37°，當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω時(shí)，細(xì)線的張力為FT.(g取10m/s2，結(jié)果可用根式表示)求：(1)若要小球離開錐面，則小球的角速度ω0至少為多大.(2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°，則小球的角速度ω′為多大.23.長為L的細(xì)線，一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng))，如圖所示，擺線與豎直方向的夾角為α，求：(1)線的拉力大??；(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大??；(3)小球運(yùn)動(dòng)的周期.

答案解析1.【答案】C【解析】勻速圓周運(yùn)動(dòng)指速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，線速度的方向時(shí)刻在變，故C正確．2.【答案】C【解析】雪橇運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，與圓弧相切.又因?yàn)檠┣磷鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)時(shí)合力充當(dāng)向心力，合力方向必然指向圓心.綜上可知，C項(xiàng)正確.3.【答案】C【解析】根據(jù)向心力公式得：F1＝m，當(dāng)速率增加為原來的3倍時(shí)有：F2＝，由題有：F2－F1＝64N，聯(lián)立以上三式：64＝8·m，m＝8N，解得：F1＝8N，C正確．4.【答案】D【解析】圓錐擺向心力由合外力提供，方向指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，D對(duì)．5.【答案】C【解析】該小球在運(yùn)動(dòng)中受到重力G和繩子的拉力F，拉力F和重力G的合力提供了小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)到的向心力；向心力是沿半徑方向上的所有力的合力，所以受力分析時(shí)，不要把向心力包括在內(nèi)．C正確．6.【答案】B【解析】物塊A受到的摩擦力充當(dāng)向心力，A錯(cuò)；物塊B受到重力、支持力、A對(duì)物塊B的壓力、A對(duì)物塊B沿半徑向外的靜摩擦力和圓盤對(duì)物塊B沿半徑向里的靜摩擦力，共5個(gè)力的作用，B正確；當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，A、B所受摩擦力都增大，C錯(cuò)誤；A對(duì)B的摩擦力方向沿半徑向外，D錯(cuò)誤.故選B.7.【答案】B【解析】物塊滑到最低點(diǎn)時(shí)受豎直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三個(gè)力作用，根據(jù)牛頓第二定律得FN－mg＝m，又Ff＝μFN，聯(lián)立解得μ＝，選項(xiàng)B正確.8.【答案】A【解析】轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故摩擦力方向指向圓心O點(diǎn)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P做加速圓周運(yùn)動(dòng)，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有指向a方向的切向力，使線速度大小增大，兩方向的合力即摩擦力可能指向b，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P做減速圓周運(yùn)動(dòng)，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有指向a相反方向的切向力，使線速度大小減小，兩方向的合力即摩擦力可能指向d，D項(xiàng)錯(cuò)誤.9.【答案】D【解析】物體做加速曲線運(yùn)動(dòng)，合力不為零，A錯(cuò)；物體做速度大小變化的圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，合力沿半徑方向的分力等于向心力，合力沿切線方向的分力使物體速度變大，即除在最低點(diǎn)外，物體的速度方向與合力的方向夾角為銳角，合力與速度不垂直，B、C錯(cuò)，D對(duì).10.【答案】C【解析】橡皮塊做加速圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，但一定指向圓周的內(nèi)側(cè)；由于做加速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷增加，故合力與速度的夾角小于90°；11.【答案】C【解析】在最低點(diǎn)由向心力公式得：FN－mg＝m，得FN＝mg＋m，又由摩擦力公式有Ff＝μFN＝μ(mg＋m)，C選項(xiàng)正確.12.【答案】C【解析】對(duì)汽車研究，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－FN＝m，則得FN＝mg－m，可知，速度v越大，地面對(duì)汽車的支持力FN越小，則汽車對(duì)地面的壓力也越小，故A錯(cuò)誤．由上可知，汽車和駕駛員都具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都小于他自身的重力，而駕駛員的重力未知，所以駕駛員對(duì)座椅壓力范圍無法確定，故B錯(cuò)誤，C正確．如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零，駕駛員具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故D錯(cuò)誤．故選C.13.【答案】A【解析】火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)，需要有力提供指向圓心的向心力，即方向指向內(nèi)側(cè)，此時(shí)外軌對(duì)火車的壓力提供向心力，根據(jù)牛頓第三定律可知，火車對(duì)外軌產(chǎn)生向外的壓力作用．故選A.14.【答案】ACD【解析】15.【答案】BCD【解析】兩球的向心力都由細(xì)繩的拉力提供，大小相等，兩球都隨桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，A錯(cuò)，B對(duì).設(shè)兩球的運(yùn)動(dòng)半徑分別為rA、rB，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，則mArAω2＝mBrBω2，所以運(yùn)動(dòng)半徑之比為rA∶rB＝1∶2，C正確.由牛頓第二定律F＝ma可知aA∶aB＝1∶2，D正確.16.【答案】BD【解析】m1的角速度設(shè)為ω1，則有ω1r甲＝ω2r乙，所以有ω1∶ω2＝1∶2，選項(xiàng)A錯(cuò)．m1的向心加速度a1＝2rω，同理m2的向心加速度a2＝rω，所以發(fā)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)前a1∶a2＝1∶2，選項(xiàng)B對(duì)．隨著轉(zhuǎn)盤慢慢滑動(dòng)，靜摩擦力提供向心力，當(dāng)開始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，對(duì)m1有μm1g＝m12rω1′2，可得此時(shí)角速度ω1′＝，此時(shí)m2的角速度ω2′＝2ω1′＝2，此時(shí)，m2的向心力m2rω2′2＝2μm2g，此時(shí)已經(jīng)大于最大靜摩擦力μm2g，即m2早于m1開始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)．17.【答案】BC【解析】擺球受重力和繩子拉力兩個(gè)力的作用，設(shè)擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則：mgtanθ＝mr，r＝Lsinθ，T＝2π，轉(zhuǎn)速n＝＝，B、C正確，A、D錯(cuò)誤.18.【答案】ACD【解析】小球在運(yùn)動(dòng)的過程中受到的合力沿水平方向，且恰好提供向心力，根據(jù)平行四邊形定則得，F(xiàn)N＝，則＝＝，故A正確．小球受到的合外力：mgtanθ＝mr，r＝Rsinθ，解得T＝，則＝＝，故B錯(cuò)誤．根據(jù)公式mgtanθ＝mω2r，所以ω＝＝，所以＝＝，故C正確．mgtanθ＝m，得v＝，則＝＝，故D正確．19.【答案】AC【解析】當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢，即不受靜摩擦力，此時(shí)由重力和支持力的合力提供向心力，所以路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，選項(xiàng)A正確；當(dāng)車速低于v0時(shí)，需要的向心力小于重力和支持力的合力，汽車有向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢，受到的靜摩擦力向外側(cè)，并不一定會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)車速高于v0時(shí)，需要的向心力大于重力和支持力的合力，汽車有向外側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢，靜摩擦力向內(nèi)側(cè)，速度越大，靜摩擦力越大，只有靜摩擦力達(dá)到最大以后，車輛才會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)，選項(xiàng)C正確；由mgtanθ＝m可知，v0的值只與路面與水平面的夾角和彎道的半徑有關(guān)，與路面的粗糙程度無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.20.【答案】(1)(2)【解析】(1)小球受重力及細(xì)線的拉力兩力作用，如圖所示，豎直方向：FTcosθ＝mg，故拉力FT＝.(2)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝Lsinθ，向心力Fn＝FTsinθ＝mgtanθ，而Fn＝m，故小球的線速度v＝.21.【答案】1)m2g(2)【解析】(1)物塊B受力平衡，故輕繩拉力FT＝m2g(2)小球A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于輕繩拉力FT，根據(jù)牛頓第二定律m2g＝m1解得v＝.22.【答案】1)rad/s(2)2rad/s【解析】(1)若要小球剛好離開錐面，則小球只受到重力和細(xì)線的拉力，如圖所示.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圓在水平面內(nèi)，故向心力水平，運(yùn)用牛頓第二